생물공학전공 김현욱 교수팀, 「AI 결합 광촉매 활용 마이크로플라스틱 분해 플랫폼」 개발
세계 최초 ‘폐기물-센서 업사이클링’ 기술 구현 … 국제학술지 ‘Journal of Biological Engineering’게재
강원대학교(총장 정재연) 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 임의영) 문화예술·공과대학 화공·생물공학부 김현욱 교수 연구팀이 폐PET 마이크로플라스틱을 분해하고 수중 구리 및 철 이온을 검출하는 일체형 환경 플랫폼을 개발했다.
해당 연구 성과는 국제 학술지 ‘Journal of Biological Engineering’ (관련 분야 상위 5%)에 수록됐으며, 스마트헬스 과학기술 융합학과 김민세·최재원 박사와 이기성 대학원생이 공동 제1저자로 참여했다.
연구팀은 금속-유기 골격체 표면에 은 이온을 결합한 광촉매 ‘AIM-202’를 합성했다. ‘AIM-202’ 광촉매는 반응성 산소종 생성을 크게 향상시켜 제논 램프 조사 조건에서 PET 마이크로플라스틱을 1주 11.63%, 2주 28.68%의 효율로 분해했으며, 반응 후에도 구조적 안정성과 재사용확인했다.
연구팀은 농도 정량을 위해 물리 기반 모델과 인공지능 보정 모델(SVR)을 결합한 하이브리드 알고리즘을 개발해 고농도 구간의 비선형 포화 현상을 보정했으며, 광촉매의 세포 생존율이 90% 이상을 유지해 생체 안전성을 검증했다.
이번 연구는 분해 과정에서 생성된 부산물을 센서 소재로 재활용하는 ‘폐기물-센서 업사이클링’ 개념을 구현했으며, 단일 소재가 환경 정화와 오염 감시를 동시에 수행하는 폐쇄 루프 설계가 특징이다.
김현욱 교수는 “스마트폰 광학계와 접목해 현장에서 즉시 중금속 농도를 판독하고 태양광 기반 흐름 광반응기를 도입할 계획”이라며 “실제 수처리 환경에 적용 가능한 통합 모니터링 시스템으로 발전시키겠다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구 성과는 한국연구재단의 글로벌 기초연구실지원사업(후속)의 지원을 받아 수행됐다.
<출처: 강원대학교 KNU뉴스 자랑스러운 강대인(2026.5.6.자)>
강원대학교(총장 정재연) 춘천캠퍼스(캠퍼스총장 임의영) 문화예술·공과대학 화공·생물공학부 김현욱 교수 연구팀이 폐PET 마이크로플라스틱을 분해하고 수중 구리 및 철 이온을 검출하는 일체형 환경 플랫폼을 개발했다.
해당 연구 성과는 국제 학술지 ‘Journal of Biological Engineering’ (관련 분야 상위 5%)에 수록됐으며, 스마트헬스 과학기술 융합학과 김민세·최재원 박사와 이기성 대학원생이 공동 제1저자로 참여했다.
연구팀은 금속-유기 골격체 표면에 은 이온을 결합한 광촉매 ‘AIM-202’를 합성했다. ‘AIM-202’ 광촉매는 반응성 산소종 생성을 크게 향상시켜 제논 램프 조사 조건에서 PET 마이크로플라스틱을 1주 11.63%, 2주 28.68%의 효율로 분해했으며, 반응 후에도 구조적 안정성과 재사용확인했다.
연구팀은 농도 정량을 위해 물리 기반 모델과 인공지능 보정 모델(SVR)을 결합한 하이브리드 알고리즘을 개발해 고농도 구간의 비선형 포화 현상을 보정했으며, 광촉매의 세포 생존율이 90% 이상을 유지해 생체 안전성을 검증했다.
이번 연구는 분해 과정에서 생성된 부산물을 센서 소재로 재활용하는 ‘폐기물-센서 업사이클링’ 개념을 구현했으며, 단일 소재가 환경 정화와 오염 감시를 동시에 수행하는 폐쇄 루프 설계가 특징이다.
김현욱 교수는 “스마트폰 광학계와 접목해 현장에서 즉시 중금속 농도를 판독하고 태양광 기반 흐름 광반응기를 도입할 계획”이라며 “실제 수처리 환경에 적용 가능한 통합 모니터링 시스템으로 발전시키겠다”고 밝혔다.
한편, 이번 연구 성과는 한국연구재단의 글로벌 기초연구실지원사업(후속)의 지원을 받아 수행됐다.
<출처: 강원대학교 KNU뉴스 자랑스러운 강대인(2026.5.6.자)>